高中物理 实验9 测定电源的电动势和内阻学案.doc

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1、实验九 测定电源的电动势和内阻考纲解读1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧.基本实验要求      1.实验原理(1)实验依据:闭合电路欧姆定律.(2)E和r的求解:由U=E-Ir得,解得E、r.(3)用作图法处理数据,如图1所示.图1①图线与纵轴交点为E;②图线与横轴交点为I短=;③图线的斜率表示r=

2、

3、.2.实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.3.基本操作(1)电流表用0.6A的量程,电压表用

4、3V的量程,按实验原理图连接好电路.(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1).用同样的方法再测量几组I、U值,填入表格中.(4)断开开关,拆除电路,整理好器材.规律方法总结1.实验数据求E、r的处理方法(1)列多个方程组求解,再求E、r的平均值.(2)图象法处理:以路端电压U为纵轴,干路电流I为横轴,建坐标系、描点、连线,纵轴截距为电动势E,直线斜率k的绝对值为内阻r.2.注意事项(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电

5、池.(2)电流不要过大,应小于0.5A,读数要快.(3)要测出不少于6组的(I,U)数据,变化范围要大些.(4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r=

6、

7、确定.(5)电流表要内接(因为r很小).3.误差来源(1)偶然误差:用图象法求E和r时作图不准确.(2)系统误差:电压表分流.考点一 实验原理与操作例1 (2014·福建·19(2))某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理图如图2甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表,为标准电

8、压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.①已知灵敏电流计的满偏电流为Ig=100μA、内阻为rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路;图2③某次实验的数据如下表所示:测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“

9、研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________.④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________.(填选项前的字母)A.电压

10、表内阻的影响B.滑动变阻器的最大阻值偏小C.R1的实际阻值比计算值偏小D.R0的实际阻值比标称值偏大解析 ①由电流表的改装知识可知,R1==Ω≈1.0Ω.②如下图.③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知r1=-R0,r2=-R0,r3=-R0,r4=-R0.故r==-R0=[-4.0]Ω≈1.66Ω.逐差法在计算中体现的主要优点是:充分利用已测得的数据.④根据题意可知,内阻的测量值为r测=-R0,因此,电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响.若R1的实际值比计算值偏小,则改装后的电流表示数偏小,导致

11、内阻测量值偏大.根据内阻测量值的表达式可知,R0的实际值比标称值偏大,也会导致内阻测量值偏大.故选C、D.答案 ①1.0 ②如图 ③1.66 充分利用已测得的数据 ④CD递进题组1.[对实验原理的考查]下列给出多种用伏安法测定电源电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是(  )A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r,求出E和rB.多测几组I、U的数据,求出几组E、r,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出U-I图象,再根据图象求出E

12、、rD.测出多组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r答案 C解析 A中只测两组数据求出E、r,偶然误差较大;B中计算E、r平均值虽然能减小误差,但太繁琐;D中分别求I、U的平均值是错误的做法.2.(对实验原理与操作的考查)某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~

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